JOULE THIEF - ou comment alimenter avec très peu d'énergie

[Yuril]

Bonjour les Econologues!

Je n'est pas vu de sujet consacré au Joule Thief. je pense qu'il a sa place ici, qu'en dites vous?

En gros le Joule Thief c'est quoi?

Le Joule Thief est un petit circuit électrique qui permet, a partir d'une faible Tension de courant continu (exemple: 1V), d'alimenter un appareil qui fonctionne sur une Tension plus élevé (exemple: 3V).

Mes connaissances en Electronique/Electricité sont plutôt moyenne donc si quelqu'un a une définition plus technique du Joule Thief je suis preneur.

Voici le schéma d'un simple Joule Thief:

- Une pile (même une pile qui vous parait morte)
- Une résistance de + ou - 1Kohms
- Un transistor NPN
- Une LED qui fonctionne sur une tension de plus de 1.5V
- Et une Tore de ferrite bobiner avec 2 fils. (une dizaine de tours)


Pour mieux comprendre voici une video:
http://www.youtube.com/watch?v=gTAqGKt64WM


Si je créer se sujet c'est surtout pour partager nos expériences sur ce circuit entre Econologue.
- Avez vous déjà essayer d'en fabriquer un? Réussite? Échec?
- Pourquoi en avez vous construit un? Histoire d’essayer ou pour expérimentation?
- Etes vous aller plus loin que ce simple Joule Thief? Alimenter autre appareil qu'une LED? Avec de plus grosses Tensions?
- etc...



Mon expérience:
Je commence tout juste, j'ai fabriquer un Joule Thief a partir du Schéma (voir plus haut), a la place d'un transistor 2N3904 j'ai mis un BC549B et remplacer la LED par un bloc de 3 LED fonctionnant sur une tension de 3,6V.
Ma pile est de type Alcaline AAA LR03 de 1,5V mais non-neuve, elle a une tension de 1,1V.
Je fait une test de durée, ça fait 4h que les LEDs sont allumées, la luminosité a baisser d'un poil pour le moment et la Tension au bornes de la pile est de 0,46V.
a suivre... Par la suite je ferai un test avec une pile neuve.

Sur le net vous trouverez toute sorte d'expérience sur le Joule Thief.
Des Joule Thief sans Tore de Ferrite, Alimenter avec d'autre sources que des piles et même ce qui est appeler le Super Joule Thief qui utilise des Haute Tensions pour alimenter de plus grosse ampoules...

[Yuril]

Arf je voulais juste EDITER je sais ce qu'il c'est passé. =__='

Edité par Remundo : On ne peut plus éditer ses messages après un certain temps : ils sont alors définitifs et figés, sauf s'il y a une intervention d'un Modérateur

[Yuril]

D'accord merci Remundo.

Suite du test de durée:
Bon ça fait un peux plus de 13 heures que le Joule Thief fonctionne, les LEDs sont tjrs allumer et la Tension aux bornes de la pile est de 0,36V.
Je suis déjà conquis par le Joule Thief pour sa durée de fonctionnement avec une pile moitié usager.
J'imagine que les LEDs seront éteintes quand je me lèverai samedi matin...

Un exemple de ce qui peux être fait avec un Joule Thief:
http://lafamillecreative.blogspot.fr/2011/12/une-lampe-de-poche-immortelle.html
Et une version améliorer
http://lafamillecreative.blogspot.fr/2012/02/amelioration-de-la-lampe-de-poche.html

[BobFuck]

C'est sympa pour finir les piles, mais si le but est d'éclairer, ça ne vaut pas une vraie lampe rechargeable...

[Yuril]

Le but du Joule Thief n'est pas spécialement d'éclairer, c'est juste qu'il est souvent essayer avec une LED car basse conso.

Si vous voulez connaitre la suite de mon test de durée:
ça fait 36 heures que les LEDs sont allumées pour une tension aux bornes des pile de 0.35V.

J’avoue que je ne comprend pas trop cette tension quasi constante sur les dernière 24h, avec il me semble la même luminosité.

[sherkanner]

M'a l'air assez similaire a un convertisseur DC/DC de type boost (la capa en moins).

http://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_Boost

Le principe est le même, fournir une tension supérieure a la tension d'alimentation. Ca se fait généralement au détriment de la puissance (on vas pomper un peu plus d'ampères pour fournir la tension plus élevée, en respectant U=RxI).
Le rendement est généralement assez élevé, de l'ordre de 90% et plus, mais le signal de sortie est par contre assez bruyant. Idéal pour une diode ou un élément simple, plus compliqué pour un circuit plus sensible ou un gros filtrage est généralement adjoint.

[Yuril]

Je ne connaissais pas.

Oui ça me parait similaire, en tout cas la fonction pour laquelle ces deux montages ont étaient créer est la même.

Maintenant qu'elle est le montage qui est le plus efficace et qui a le meilleur rendement?

[julier]

Oui ça me parait similaire, en tout cas la fonction pour laquelle ces deux montages ont étaient créer est la même.

Ce montage a déjà l'intérêt de la simplicité!

Et un autre intérêt, c'est qu'il évite la puissance généralement perdue dans les diodes des convertisseurs (gênante surtout quand la tension de sortie est faible; évitée dans les convertisseurs "synchrones" qui utilisent un transistor supplémentaire pour jouer le rôle de la diode). Ici, comme la charge elle-même est une diode (LED), il n'y a pas besoin d'une autre diode.

Par contre, comme inconvénients:

le courant de sortie est irrégulier, ça marche avec les petites LED, par contre les grosses LED puissantes genre Luxeon 3W interdisent formellement de dépasser la puissance maxi de façon transitoire.

la valeur du courant de sortie est imprévisible: ça dépend du type de transfo (quelle matière, notamment)

Principe de fonctionnement:
- au départ (tension > 0.6V), la pile rend passant le transistor
- phase 1: transistor passant, le courant augmente dans le transfo, donc le flux magnétique augmente dans le tore, donc une tension apparaît sur la base du transistor, ce qui le rend bien passant (contre-réaction positive: c'est binaire)
- fin de phase 1: le tore est complètement aimanté, le courant continue à augmenter (et même de plus en plus vite: ça c'est pas génial pour le rendement), mais le flux magnétique n'augmente plus. La tension sur la base diminue
- début de phase 2: le transistor n'a plus assez de courant de base (ça dépend de son gain: pas évident à calculer), donc il ne conduit plus aussi bien le courant. Donc le courant baisse dans le transfo
- phase 2: le courant baisse dans le transfo, donc le flux magnétique aussi, donc tension négative sur la base: le transistor est totalement bloqué. Le courant qui continue à passer dans le transfo s'évacue donc vers la LED, qui se met à briller.
- quand il n'y a plus de courant dans le transfo, on reprend au départ.

Les rendements les plus élevés sont typiquement:
- soit avec les convertisseurs synchrones (mais ils sont complexes)
- soit avec les convertisseurs résonnants, comme le circuit de Boyer, largement utilisé pour alimenter les tubes fluo des écrans LCD. La version la plus simple demande 2 transistors et un transfo à 2 bobinages dont 1 avec point milieu. Efficace, mais difficile aussi à calculer.[/list]

[Yuril]

Merci pour toute ces précisions Julier.^^

Donc le Joule Thief c'est pratique pour alimenter des petites LEDs mais plutôt déconseiller pour alimenter d'autre appareils?